Задание 6: степень окисления

Что такое степень окисления

Степень окисления часто кажется набором случайных плюсов и минусов, из-за которых легко потерять баллы в простом задании ЕГЭ. На самом деле это понятный алгоритм: достаточно знать несколько правил и внимательно проверить сумму. Разберём тему так, чтобы ты мог быстро определять степени окисления в формулах, находить неизвестный элемент и не путать степень окисления с зарядом иона.

Степень окисления показывает условный заряд атома в веществе, если представить, что все химические связи стали ионными. Она записывается над символом элемента со знаком: +1, −2, +3. В простых веществах степень окисления любого элемента равна нулю, потому что атомы соединены только с атомами того же элемента.

O₂: O⁰
Fe: Fe⁰
Cl₂: Cl⁰

В соединении сумма степеней окисления всех атомов равна нулю. В сложном ионе сумма равна заряду иона. Это главное правило, которое позволяет вычислять неизвестное значение.

Основные правила определения

Начинай с элементов, чьи значения почти всегда постоянны. Водород обычно имеет степень окисления +1, но в соединениях с активными металлами, например NaH, он равен −1. Кислород чаще всего имеет −2. Исключения: пероксиды, где кислород −1, и соединения с фтором.

Фтор в соединениях всегда −1. Щелочные металлы первой группы имеют +1, щёлочноземельные металлы второй группы — +2. Алюминий обычно проявляет +3. Для ионов одноатомных элементов степень окисления совпадает с зарядом иона.

Элемент или группа	Обычно	Пример
Простое вещество	0	Fe, O₂
Кислород	−2	H₂O
Водород	+1	HCl
Щелочной металл	+1	Na₂O
Фтор	−1	HF

Если в формуле есть металл с переменной степенью окисления, его значение находят по сумме. Не пытайся угадывать его по названию: сначала расставь известные элементы, а затем составь короткое уравнение.

Алгоритм решения задания 6

В задании 6 обычно нужно выбрать формулу, где правильно указаны степени окисления, или определить значение элемента. Работай по шагам. Первый шаг — определи, является ли вещество простым. Если да, все степени равны нулю. Второй шаг — найди в формуле элементы с постоянными значениями: кислород, водород, металлы главных подгрупп.

Третий шаг — умножь степень окисления каждого элемента на его индекс. Индекс показывает число атомов. Четвёртый шаг — составь сумму и приравняй её к нулю для нейтрального вещества или к заряду иона. Пятый шаг — сократи дробь, если она появилась, и проверь результат.

Для Fe₂O₃:
\( 2 \times x + 3 \times (-2) = 0 \)
\( 2x - 6 = 0 \)
\( x = +3 \)

В последней строке обязательно указывай знак. Ответ «3» формально неполный: степень окисления — это не просто число, а число со знаком.

Закрепить порядок действий удобно в бесплатной практике в личном кабинете: после каждого ответа сразу проверяй, на каком шаге возникла ошибка.

Разобранный пример и проверка

Определим степени окисления элементов в дихромате калия K₂Cr₂O₇. Калий — щелочной металл, поэтому его степень окисления +1. Кислород обычно −2. Степень окисления хрома обозначим через x. Формула нейтральна, значит общая сумма равна нулю.

K₂Cr₂O₇:
\( 2 \times (+1) + 2 \times x + 7 \times (-2) = 0 \)
\( 2 + 2x - 14 = 0 \)
\( 2x - 12 = 0 \)
\( 2x = 12 \)
\( x = +6 \)
\( K: +1, Cr: +6, O: -2 \)

Проверка занимает несколько секунд: 2 × (+1) + 2 × (+6) + 7 × (−2) = 2 + 12 − 14 = 0. Значит, вычисление согласуется с формулой.

Обрати внимание: индекс относится только к элементу перед ним. В K₂Cr₂O₇ два атома хрома, а семь атомов кислорода. Если перед скобками стоит индекс, он умножает каждый элемент внутри: в Ca(NO₃)₂ два атома азота и шесть атомов кислорода.

Для иона меняется только правая часть уравнения. Например, в SO₄²⁻: x + 4 × (−2) = −2, поэтому x = +6.

Типичные ошибки

Первая ошибка — считать, что кислород всегда −2. В пероксиде H₂O₂ кислород имеет −1: 2 × (+1) + 2 × (−1) = 0. В OF₂ кислород получает +2, потому что фтор электроотрицательнее и всегда −1.

Вторая ошибка — путать индекс и коэффициент. В записи 3H₂O коэффициент 3 относится ко всей формуле, а при расчёте степени окисления одной молекулы учитываются два атома водорода и один атом кислорода. Коэффициент важен только при составлении общей реакции, но не меняет степень окисления.

Третья ошибка — забывать заряд иона. Для CO₃²⁻ сумма не равна нулю: x + 3 × (−2) = −2. Четвёртая — приписывать кислороду −2 в простом веществе O₂. Здесь степень окисления равна 0.

Если сомневаешься, выпиши все индексы и отдельно посчитай вклад каждого элемента. Такой способ медленнее только в начале, зато резко уменьшает число невнимательных ошибок.

Что запомнить

Степень окисления простого вещества равна 0. В нейтральном соединении сумма степеней окисления с учётом индексов равна 0, а в ионе — его заряду. Кислород обычно −2, водород обычно +1, фтор всегда −1. Постоянные значения расставляй первыми, неизвестное обозначай x, составляй уравнение и обязательно делай проверку.

Особое внимание уделяй исключениям: пероксидам, соединениям с фтором, гидридам металлов и формулам со скобками. Именно они часто отделяют механическое запоминание от уверенного решения.

Следующий шаг — зарегистрируйся и реши 5 заданий бесплатно в личном кабинете. После практики можно повторить разделы по ЕГЭ по химии или посмотреть материалы для ОГЭ, если ты готовишься к другому экзамену.

Как закрепить тему после разбора?

Реши несколько формул разных типов: простое вещество, оксид, кислота, соль и сложный ион. Каждый раз проговаривай алгоритм вслух: постоянные значения, индексы, сумма, проверка. Затем разберись именно с ошибками, а не просто перепиши правильный ответ.

Чему равна степень окисления в простом веществе?

Нулю. Это относится к веществам, состоящим из атомов одного элемента: O₂, H₂, Fe, S₈.

Всегда ли кислород имеет значение −2?

Нет. В большинстве соединений он равен −2, но в пероксидах равен −1, а в OF₂ имеет значение +2.

Как найти неизвестную степень окисления?

Обозначь её через x, умножь каждую степень на индекс, сложи полученные значения и приравняй сумму к нулю или заряду иона.